CN110642382A - 一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，包括步骤如下：将待处理的污水依次在厌氧污泥和好氧污泥作用下进行厌氧反应处理和好氧反应处理，污水中的盐以无机盐泥的形式混合在厌氧污泥和好氧污泥中排出，经过厌氧反应处理和好氧反应处理后得到脱盐后的污水。本发明将污水系统中所含的盐分经厌氧+好氧复合生物法处理后形成可沉降的物质，随着污泥排出系统，从而实现脱盐的目的。盐分的分离采用自然分离方式或不单独设置沉淀槽，不需要复杂的机械设备，节省了动力消耗，减少了系统建设投资，操作简单，管理运行方便。

Description

一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法
技术领域
本发明涉及一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，属于环保水处理净化技术领域。
背景技术
近年来随着国家环保政策的逐步落实，工业企业对其污水处理系统的投资建设逐步加强。由于我们国家人均可用水量相对较低，工业用水使用成本是在逐年升高的，污水排放要求也在不断完善及严格化，山东省于2014年颁布了外排废水总盐控制指标标准，国家近年来也对一些行业的吨产品清水使用量进行了限制，一些行业为了降低吨产品清水使用量加大了生产用水的循环，使得生产用水逐步恶化，COD逐步升高，水质硬度增加很快，造成进入污水处理厂的污水中含盐量偏高，处理难度加大，若采用常规工艺设计无法达到排放废水中总盐的指标要求。
为保证外排水指标中的总盐含量标准要求，有的企业采取的主要措施是加大生产用水量，减少生产用水的循环次数，这就导致吨产品水耗及成本直线上升，同时也加大了水资源的浪费；还有的企业在污水处理末端增加RO(反渗透)工艺进行脱盐处理，但其具有投资大，系统复杂，易污染，需要经常反冲洗，膜寿命低，管理复杂，运行费用高等缺点，且产生的浓盐废水必须采用浓缩干燥的工艺，浓缩干燥后的固体作为危废进行处置，企业根本无法承受RO运行所产生的费用。废水中盐类的去除成为企业迫在眉睫需要解决的问题。
关于脱盐技术也有专利文件报道，例如：中国专利文件CN201012917U(申请号：200720103853.3)公开了一种稠油电脱盐脱钙装置；该工艺采用三级电化学处理工艺，属于电化学处理方式，工艺复杂，管理难度大，工艺采用多级处理，并添加脱钙药品，综合运行费用高。中国专利文件CN103253838A(申请号：201310235520.6)公开一种基于化学脱钙的造纸深度处理废水回用装置，该工艺采用MBR膜过滤工艺，属于机械物理过滤方式。该工艺采用多级处理方式，动力消耗大，工艺复杂，运行过程中膜极易被污染，膜的反冲洗频率高，过滤膜的寿命较短，膜的再生需要采用化学法处理，容易造成二次污染。此外，本发明的发明人在前期专利文件CN107055772A中也报道了一种厌氧生物脱钙系统及脱钙方法，其主要采用厌氧脱盐。但是，厌氧脱盐技术其脱盐效率具有一定的局限性，出水无法保证达到总盐排放要求指标，经厌氧生物脱盐后的废水中还含有部分厌氧无法去除的盐份，脱盐效果还有进一步提高的空间。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是现有采用RO脱盐技术运行费用高及厌氧脱盐技术其脱盐效率具有一定局限性等缺陷，本发明提供了一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法。
本发明的技术方案如下：
一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，包括步骤如下：
将待处理的污水依次在厌氧污泥和好氧污泥作用下进行厌氧反应处理和好氧反应处理，污水中的盐以无机盐泥的形式混合在厌氧污泥和好氧污泥中排出，经过厌氧反应处理和好氧反应处理后得到脱盐后的污水。
根据本发明，优选的，进行厌氧反应之前将待处理的污水温度控制在12-42℃或
48-60℃；当污水温度控制在12-42℃时，为中低温厌氧反应；当污水温度控制在48-60℃时，为高温厌氧反应；
优选的，控制厌氧反应pH＝5.8-9。
根据本发明，优选的，厌氧反应过程中控制厌氧污泥的质量浓度为1-60g/L。
根据本发明，优选的，厌氧反应处理后污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧污泥中，一部分被污泥利用然后将厌氧污泥排出。一部分返回到厌氧反应过程中循环利用，同时保证厌氧反应过程的污泥浓度，另一部分直接排出或沉淀后再排出。
根据本发明，优选的，所述的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或者絮状污泥。厌氧污泥不全部采用颗粒污泥，防止污泥钙化。厌氧污泥可采用常规市购厌氧污泥。
根据本发明，优选的，好氧反应处理过程控制污水温度为12-40℃；
优选的，好氧反应pH值控制在5.5-9。
根据本发明，优选的，好氧反应处理过程中进行鼓风，控制好氧反应器内溶解氧浓度在0.5-6mg/L。
根据本发明，优选的，好氧反应过程中控制好氧污泥的质量浓度为0.5-30g/L。
根据本发明，优选的，好氧反应处理过程中，污水中的盐一部分在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧污泥中，然后将好氧污泥排出，一部分返回到好氧反应处理过程中循环利用，同时保证好氧污泥浓度，另一部分直接排出或沉淀后排出。对于污水中的钠、钾等离子，一方面混合在好氧污泥中作为自身的营养物质，另一方面可固定在好氧污泥中通过排泥的形式进行去除。
根据本发明，优选的，所述的好氧污泥是好氧生化系统产生的污泥。好氧污泥可采用常规市购产品。
根据本发明，优选的，所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，采用如下处理装置进行：
所述的处理装置包括厌氧反应器、好氧反应器和沉淀槽，所述的厌氧反应器设有第一污水进水口、第一污水出水口、第一污泥进料口、第一污泥出料口，所述的好氧反应器设有第二污水进水口、第二污水出水口、第二污泥进料口、第二污泥出料口，所述的沉淀槽设有沉淀槽进料口、沉淀槽出料口、沉淀槽排盐管，所述的好氧反应器还设置有进风管；
所述的第一污水出水口与第二污水进水口连接，所述的第一污泥出料口通过第一排盐泵与沉淀槽进料口连接，所述的第二污泥出料口通过第二排盐泵与沉淀槽进料口连接，所述的第一污泥出料口还通过第一污泥回流泵与第一污泥进料口连接，所述的第二污泥出料口还通过第二污泥回流泵与第二污泥进料口连接；
包括步骤如下：
开启厌氧反应器，污水温度控制在12-42℃或48-60℃，通过第一污水进水口进入到厌氧反应器中，控制厌氧反应器的pH值在5.8-9，污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧反应器中的厌氧污泥中，然后将厌氧反应器的厌氧污泥从第一污泥出料口排出，一部分通过第一污泥回流泵回流至厌氧反应器内，保证厌氧反应器内的厌氧污泥浓度，另一部分通过第一排盐泵进入到沉淀槽中沉淀后通过沉淀槽排盐管排出；
厌氧反应器出水通过第二污水进水口进入好氧反应器内，污水温度控制在12-40℃，pH值控制在5.5-9，通过进风管向好氧反应器内鼓风，控制好氧反应器内溶解氧浓度在0.5-6mg/L，污水中剩余的盐在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧反应器中的好氧污泥中，然后将好氧反应器的好氧污泥从第二污泥出料口排出，一部分通过第二污泥回流泵回流至好氧反应器内，保证好氧反应器内的好氧污泥浓度，另一部分通过第二排盐泵进入到沉淀槽中沉淀后通过沉淀槽排盐管排出。
根据本发明，优选的，所述的厌氧反应器采用带脱盐功能的厌氧反应器，厌氧反应器中的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或絮状污泥。厌氧污泥不全部采用颗粒污泥，防止污泥钙化。
根据本发明，优选的，所述的沉淀槽为锥形分离槽或平底分离槽。
根据本发明，好氧反应器中的好氧污泥在产生的过程中需要吸收一定的钠、钾等离子，作为自身的营养物质，另一方面，将污水中的钠盐、钾盐等固定在好氧污泥中通过排泥的形式进行去除。通过排泥及生物吸收厌氧+好氧复合生物处理工艺实现脱盐的目的。进入沉淀槽内的厌氧污泥及好氧污泥经沉淀后，盐分随污泥排出系统，沉淀槽出料口排出的出水可进入污水处理系统进行后续处理。
根据本发明，优选的，当厌氧反应之前水温在48-60℃时，在好氧反应器前设置冷却装置对厌氧反应处理后的污水进行冷却。
本发明未详尽说明的，均按本领域现有技术。
本发明污水在厌氧反应器中进行处理过程中,污水中的盐类一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧反应器中的厌氧污泥中，与厌氧污泥一同进入到沉淀槽中进行分离。厌氧出水无法保证达到总盐排放要求指标。然后将厌氧反应器的厌氧污泥从污泥出料口排出，一部分通过回流泵回流至厌氧反应器内，保证反应器内污泥浓度，一部分排出进入到沉淀槽中。厌氧反应器出水通过污水进水口进入好氧反应器内，剩余污水中的盐类部分在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合与活性污泥或混合附着或吸收在好氧反应器中的好氧污泥中，一部分通过排出进入到沉淀槽中。厌氧与好氧两者结合进行脱盐，协同作用，脱盐效果远大于厌氧、好氧独自的脱盐效果，可保证外排水含盐量完全满足排放指标中对含盐量的指标要求。
本发明的有益效果在于：
1、本发明工艺简单，投资少，生产管理运行费用低。企业不用加大生产用水量也不用在污水处理末端增加RO工艺进行脱盐处理，避免了吨产品水耗及成本直线上升，水资源浪费的问题，同时避免了采用RO工艺，其投资大，系统复杂，易污染，需要经常反冲洗，膜寿命低，管理复杂，运行费用高等缺点，且产生的浓盐废水必须采用浓缩干燥的工艺，浓缩干燥后的固体作为危废进行处置，企业根本无法承受RO运行所产生的费用。
2、本发明的盐分分离采用自然分离方式，不需要机械设备，节省了动力消耗，减少了系统建设投资，操作简单，管理运行方便。
3、本发明采用厌氧+好氧复合生物方法，将污水系统中所含的盐分经厌氧+好氧复合生物法处理后形成可沉降的物质，随着污泥排出系统，从而实现脱盐的目的。厌氧与好氧两者结合进行脱盐，协同作用，脱盐效果远大于厌氧、好氧独自的脱盐效果。
附图说明
图1为本发明厌氧+好氧复合生物处理脱盐装置的主体结构示意图。
其中：1、厌氧反应器，1-1、第一污水进水口，1-2、第一污水出水口，1-3、第一污泥进料口，1-4、第一污泥出料口，1-5、第一污泥回流泵，1-6、第一排盐泵，2、好氧反应器，2-1、第二污水进水口，2-2、第二污水出水口，2-3、第二污泥进料口，2-4、第二污泥出料口，2-5、第二污泥回流泵，2-6、第二排盐泵，3、进风管，4、沉淀槽，4-1、沉淀槽进料口，4-2、沉淀槽出料口，4-3、沉淀槽排盐管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用设备如无特殊说明，均使用常规设备，化学原料均为常规市购原料。
其中，厌氧反应器采用的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或絮状污泥；好氧反应器采用的好氧污泥为好氧生化系统产生的污泥。
实施例中厌氧反应过程中控制厌氧污泥的质量浓度为1-60g/L，好氧反应过程中控制好氧污泥的质量浓度为0.5-30g/L。
实施例1
一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，包括步骤如下：
将待处理的污水依次在厌氧污泥和好氧污泥作用下进行厌氧反应处理和好氧反应处理，污水中的盐以无机盐泥的形式混合在厌氧污泥和好氧污泥中排出，经过厌氧反应处理和好氧反应处理后得到脱盐后的污水；
进行厌氧反应之前将待处理的污水温度控制在12-42℃；控制厌氧反应pH＝5.8-9。厌氧反应处理后污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧污泥中，然后将厌氧污泥从排出，一部分返回到厌氧反应过程中循环利用，同时保证厌氧反应过程的污泥浓度，另一部分直接排出或沉淀后再排出；
所述的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或絮状污泥。厌氧污泥不能全部采用颗粒污泥，防止污泥钙化；
好氧反应处理过程控制污水温度为12-40℃；好氧反应pH值控制在5.5-9。
好氧反应处理过程中进行鼓风，控制好氧反应器内溶解氧浓度在0.5-6mg/L；好氧反应处理过程中，污水中的盐在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧污泥中，然后将好氧污泥排出，一部分返回到好氧反应处理过程中循环利用，同时保证好氧污泥浓度，另一部分直接排出或沉淀后排出。对于污水中的钠、钾等离子，一方面混合在好氧污泥中作为自身的营养物质，另一方面可固定在好氧污泥中通过排泥的形式进行去除；
所述的好氧污泥好氧生化系统产生的污泥。
实施例2
如图1所示，一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，采用如下处理装置进行：
所述的处理装置包括厌氧反应器1、好氧反应器2和沉淀槽4，所述的厌氧反应器1设有第一污水进水口1-1、第一污水出水口1-2、第一污泥进料口1-3、第一污泥出料口1-4，所述的好氧反应器2设有第二污水进水口2-1、第二污水出水口2-2、第二污泥进料口2-3、第二污泥出料口2-4，所述的沉淀槽4设有沉淀槽进料口4-1、沉淀槽出料口4-2、沉淀槽排盐管4-3，所述的好氧反应器2还设置有进风管3；
所述的第一污水出水口1-2与第二污水进水口2-1连接，所述的第一污泥出料口1-4通过第一排盐泵1-6与沉淀槽进料口4-1连接，所述的第二污泥出料口2-4通过第二排盐泵2-6与沉淀槽进料口4-1连接，所述的第一污泥出料口1-4还通过第一污泥回流泵1-5与第一污泥进料口1-3连接，所述的第二污泥出料口2-4还通过第二污泥回流泵2-5与第二污泥进料口2-3连接；
包括步骤如下：
开启厌氧反应器1，污水温度控制在12-42℃，通过第一污水进水口1-1进入到厌氧反应器1中，控制厌氧反应器1的pH值在5.8-9，污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧反应器1中的厌氧污泥中，然后将厌氧反应器1的厌氧污泥从第一污泥出料口1-4排出，一部分通过第一污泥回流泵1-5回流至厌氧反应器1内，保证厌氧反应器1内的厌氧污泥浓度，另一部分通过第一排盐泵1-6进入到沉淀槽4中沉淀后通过沉淀槽排盐管4-3排出；
厌氧反应器1出水通过第二污水进水口2-1进入好氧反应器2内，污水温度控制在12-40℃，pH值控制在5.5-9，通过进风管3向好氧反应器2内鼓风，控制好氧反应器内溶解氧浓度在0.5-6mg/L；污水中剩余的盐在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧反应器2中的好氧污泥中，然后将好氧反应器2的好氧污泥从第二污泥出料口2-4排出，一部分通过第二污泥回流泵2-5回流至好氧反应器2内，保证好氧反应器2内的好氧污泥浓度，另一部分通过第二排盐泵2-6进入到沉淀槽4中沉淀后通过沉淀槽排盐管4-3排出。
实施例3
如实施例2所述，不同的是：
所述的厌氧反应器1的污水进水温度在48-60℃，好氧反应器2进水前设置冷却装置。
实施例4
如实施例2所述，不同的是：
所述的沉淀槽出料口4-2排出废水，进入好氧反应器2进行循环处理，或者进入其他处理系统进行后续处理。
实施例5
如实施例2所述，不同的是：
所述的第一污泥出料口1-4和第二污泥出料口2-4排除的盐泥不经过第一排盐泵1-6和第二排盐泵2-6，直接进入到沉淀槽4中。
实施例6
如实施例2所述，不同的是：
所述的沉淀槽4为锥形分离槽。
对比例1
采用RO工艺处理污水中的盐分，包括步骤如下；
将污水利用泵经砂滤过滤器过滤后进入到中间水槽I中，再利用泵经安保过滤器进行粗滤，进入到中间水槽II中，然后通过高压泵进行膜过滤，经过膜过滤后进入到清水槽中，出水完成盐分的去除。
当膜过滤的清水通过量下降时，将出水经高压泵反冲到膜过滤系统进行洗涤，排出的污水排出系统再另行处理。当过滤膜污染严重时，需要将过滤膜进行酸洗，酸洗后的酸水造成二次污染，过滤膜在使用一段时间以后，满足不了生产要求时，需要将过滤膜更换，该系统动力消耗很大，成本高，存在二次污染，且膜的寿命低，维护费用高，处理产生的高盐废水进一步处理时难度较大，运行费用很高。
对比例2
如实施例2所述，不同的是：
待处理的污水仅仅经过厌氧反应器1进行厌氧处理，不经过好氧反应器2进行处理。
对比例3
如实施例2所述，不同的是：
待处理的污水直接经过好氧反应器2进行处理，不经过厌氧反应器1进行处理。
试验例
对实施例2和对比例2、3中的方式分别进行脱盐处理效果试验。待处理的污水采用保定市某纸业有限公司制浆造纸废水。
结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002263904580000081
注：钙盐去除率＝(处理前钙盐浓度-处理后钙盐浓度)÷处理前钙盐浓度×100％
总盐去除率＝(处理前总盐浓度-处理后总盐浓度)÷处理前总盐浓度×100％
由表1可知本发明厌氧+好氧生物处理脱盐方法的处理效果要比单独采用好氧处理和单独采用厌氧处理及两种简单加和还要好。
以Ca2+盐去除为例：废水中的Ca2+一般以CaSO4形式存在于水中，在厌氧系统中SO4 2-在微生物作用下转化为HS或S从水中分离，Ca2+转换为CaCO3及部分Ca(HCO3)2，CaCO3沉淀进入污泥中随污泥排出，但是Ca(HCO3)2是溶于水的，只能随水排出进入好氧系统。单独的好氧系统中由于污水中含有大量的硫根及硫酸根物质，废水中通入空气的氧化作用只能去除废水中少量的Ca2+。采用厌氧+好氧生物处理方法，在厌氧系统中Ca2+转换为CaCO3及部分Ca(HCO3)2，厌氧系统中产生的Ca(HCO3)2，会与通入的空气中的CO2反应生成CaCO3沉淀，从而增加钙盐的去除。

Claims (10)

1.一种厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，包括步骤如下：
将待处理的污水依次在厌氧污泥和好氧污泥作用下进行厌氧反应处理和好氧反应处理，污水中的盐以无机盐泥的形式混合在厌氧污泥和好氧污泥中排出，经过厌氧反应处理和好氧反应处理后得到脱盐后的污水。
2.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，进行厌氧反应之前将待处理的污水温度控制在12-42℃或48-60℃；
优选的，控制厌氧反应pH＝5.8-9。
3.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，厌氧反应过程中控制厌氧污泥的质量浓度为1-60g/L。
4.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，厌氧反应处理后污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧污泥中，一部分被污泥利用然后将厌氧污泥排出；含有无机盐泥的厌氧污泥一部分返回到厌氧反应过程中循环利用，另一部分直接排出或沉淀后再排出。
5.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，所述的厌氧污泥为颗粒与絮状的混合污泥，或者絮状污泥。
6.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，好氧反应处理过程控制污水温度为12-40℃；
优选的，好氧反应pH值控制在5.5-9。
7.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，好氧反应处理过程中进行鼓风，控制好氧反应器内溶解氧浓度在0.5-6mg/L。
8.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，好氧反应过程中控制好氧污泥的质量浓度为0.5-30g/L。
9.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，好氧反应处理过程中，污水中的盐一部分在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧污泥中，然后将好氧污泥排出，一部分返回到好氧反应处理过程中循环利用，另一部分直接排出或沉淀后排出。
10.根据权利要求1所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，其特征在于，所述的厌氧+好氧复合生物处理脱盐方法，采用如下处理装置进行：
所述的处理装置包括厌氧反应器、好氧反应器和沉淀槽，所述的厌氧反应器设有第一污水进水口、第一污水出水口、第一污泥进料口、第一污泥出料口，所述的好氧反应器设有第二污水进水口、第二污水出水口、第二污泥进料口、第二污泥出料口，所述的沉淀槽设有沉淀槽进料口、沉淀槽出料口、沉淀槽排盐管，所述的好氧反应器还设置有进风管；
所述的第一污水出水口与第二污水进水口连接，所述的第一污泥出料口通过第一排盐泵与沉淀槽进料口连接，所述的第二污泥出料口通过第二排盐泵与沉淀槽进料口连接，所述的第一污泥出料口还通过第一污泥回流泵与第一污泥进料口连接，所述的第二污泥出料口还通过第二污泥回流泵与第二污泥进料口连接；
包括步骤如下：
开启厌氧反应器，污水温度控制在12-42℃或48-60℃，通过第一污水进水口进入到厌氧反应器中，控制厌氧反应器的pH值在5.8-9，污水中的盐一部分以无机盐泥的形式析出并混合在厌氧反应器中的厌氧污泥中，然后将厌氧反应器的厌氧污泥从第一污泥出料口排出，一部分通过第一污泥回流泵回流至厌氧反应器内，保证厌氧反应器内的厌氧污泥浓度，另一部分通过第一排盐泵进入到沉淀槽中沉淀后通过沉淀槽排盐管排出；
厌氧反应器出水通过第二污水进水口进入好氧反应器内，污水温度控制在12-40℃，pH值控制在5.5-9，通过进风管向好氧反应器内鼓风，控制好氧反应器内溶解氧浓度在0.5-6mg/L，污水中剩余的盐在水内与空气中的二氧化碳及微生物结合混合附着或吸收在好氧反应器中的好氧污泥中，然后将好氧反应器的好氧污泥从第二污泥出料口排出，一部分通过第二污泥回流泵回流至好氧反应器内，保证好氧反应器内的好氧污泥浓度，另一部分通过第二排盐泵进入到沉淀槽中沉淀后通过沉淀槽排盐管排出。
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